膜技術(shù)在化工污水處理中的應(yīng)用

(石家莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠 河北 石家莊 052165)

一、膜技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀

(一) 膜技術(shù)的含義及發(fā)展現(xiàn)狀。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源的日益緊張，我們繼續(xù)更高效的污水特別是化工污水處理方式，在這種背景下膜技術(shù)成為了新的更高效的污水處理方式。所謂膜技術(shù)，是指利用膜來對污水進(jìn)行選擇性分離，這種選擇性分離可以將污水進(jìn)行分離、純化以及濃縮，僅從處理方式來看這種技術(shù)與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)非常相似，但是其優(yōu)勢在于膜技術(shù)是一種深入分子層面的污水處理技術(shù)，利用膜技術(shù)進(jìn)行污水處理是一種物理過程，并不會涉及化學(xué)變化，也不需要添加劑的輔助。

我國的膜技術(shù)在上世紀(jì)90年代便開始應(yīng)用，發(fā)展至今，膜技術(shù)已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)并逐漸大規(guī)模應(yīng)用，膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值由上世紀(jì)90年代初的2億元逐漸增長到2015年的850億元并且增長趨勢仍在延續(xù)。目前，膜技術(shù)的種類有很多，應(yīng)用前景及其廣泛，應(yīng)用場景也較多，常見的有超濾、電滲析、滲析、納濾、液膜等，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，膜技術(shù)的種類將會進(jìn)一步增加，處理效果也將更好。

具體到膜技術(shù)在化工污水處理中的應(yīng)用也非常成熟，在對化工污水進(jìn)行分離、濃縮、提純、凈化等方面具有較高的效率，無論是對食品加工、石油加工、醫(yī)藥加工、生化技術(shù)等產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理時均可采用，具有廣泛的應(yīng)用性。

(二) 膜技術(shù)的特點及優(yōu)勢。膜技術(shù)相較于傳統(tǒng)技術(shù)而言有著獨特的優(yōu)勢，首先是效率高，單次處理量大，其次，這種處理方式進(jìn)行處理時基本不會有污泥的產(chǎn)生，這將大大節(jié)省污泥的處理費用，同時這種處理方式下設(shè)備的操作環(huán)境比較衛(wèi)生，膜技術(shù)是一種封閉的污水處理方式，不會產(chǎn)生污水臭味。這種處理方式下，能源的消耗也比較低，無相變分離技術(shù)，僅僅需要泵液時的電能消耗，最后是設(shè)備的運行費用低，容易進(jìn)行維修保養(yǎng)，同時設(shè)備投資少，設(shè)備的占地面積也比較小。

但是膜技術(shù)處理方式也有一定的缺點，對于化工污水的處理有一定的范圍限定，單種技術(shù)手段無法對所有類型的污水進(jìn)行處理，對于不同種類的污水而言，需要采用不同類型的膜技術(shù)，有的情況下甚至需要多種膜技術(shù)共同使用才能達(dá)到預(yù)期的效果，才能有效的促進(jìn)污水處理效率的提高。對于化工污水而言更是如此，不同的化工污水中含有的化學(xué)物質(zhì)是不同的，單純的某一種膜技術(shù)不可能適用于所有種類的化工污水，從這一角度來看，使用膜技術(shù)還需要對污水的構(gòu)成進(jìn)行一定的分析，這可能會增加使用膜技術(shù)進(jìn)行污水處理的成本和難度。

盡管膜技術(shù)對于處理化工污水有著各種各樣的弊端，但是膜技術(shù)必將以其特有的優(yōu)勢成為未來化工污水處理最主流的技術(shù)。

二、膜技術(shù)在化工污水處理中的實際應(yīng)用

(一) 超濾膜技術(shù)。超濾膜技術(shù)是發(fā)展較早的一種膜技術(shù)，其發(fā)揮作用的方法是對需要處理的化工污水進(jìn)行分離，再進(jìn)一步進(jìn)行凈化和濃縮，該技術(shù)將會有機的與膜孔徑的大小相結(jié)合，將存在于污水中的顆粒進(jìn)行有效的分離，這種技術(shù)的核心就是分離。這種膜技術(shù)主要應(yīng)用在化工、醫(yī)藥和食品等行業(yè)產(chǎn)生的污水中，目前在這些領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。采用超濾膜技術(shù)，不僅能夠?qū)⒕悺⒃孱惖任⑸镉行У那宄沤^微生物粘貼處理系統(tǒng)即處理設(shè)備的情況，在過濾中采用的氧化劑還可以良好的抑制微生物的繁殖。采用超濾膜技術(shù)進(jìn)行污水處理將有效的降低污水的渾濁度。對于化工污水而言，其中往往含有較多的化學(xué)雜志，這些雜質(zhì)會對光的折射產(chǎn)生一定程度的影響，在一定程度上阻礙光的折射，這會影響到污水的處理效果，但是在超濾技術(shù)下，污水的渾濁度將會得到大幅度的改善，提高污水處理效果。

(二) 微濾膜技術(shù)。微濾膜技術(shù)又被稱為微孔精密過濾技術(shù)，其原理是利用微孔進(jìn)行精密過濾，這種技術(shù)可以有效的清除污水中的細(xì)小細(xì)菌、固體顆粒等，去污效果良好。微濾膜技術(shù)是一種成本低且操作較為簡單的膜技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用于化工污水特別是半導(dǎo)體污水的處理中。由于微濾膜的生產(chǎn)較為簡單，技術(shù)要求低，可以大大降低生產(chǎn)成本進(jìn)而降低污水處理的成本。微濾膜的另一個優(yōu)勢在于可以提高污水處理中所采用的過濾器的反洗性，進(jìn)一步降低成本。采用微濾膜技術(shù)進(jìn)行化工污水的處理時，由于微濾膜技術(shù)可以利用不同的孔徑來對大量污水進(jìn)行分級處理，系統(tǒng)處理不同類型的化工污水，將會極大的提高處理的效率，降低處理的成本，降低處理過程中的操作難度。從經(jīng)濟(jì)價值的角度來看，得益于微濾膜技術(shù)的諸多優(yōu)勢，這項技術(shù)必將得到大規(guī)模的推廣。

(三) 反滲透技術(shù)。反滲透技術(shù)在發(fā)揮效用的過程中需要水的輔助，其工作原理是將水作為溶劑從而機械截留化工污水中的小分子、離子，這種技術(shù)可以通過選擇性滲透的方式將液體混合物進(jìn)行分離，在這一過程中，存在于莫兩側(cè)的靜壓將作為主要的推動力幫助完成整個膜分離過程。這種技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也很廣泛，對于造紙行業(yè)、食品行業(yè)、冶金行業(yè)等行業(yè)產(chǎn)生的污水都有著良好的效果和較高的效率。反滲透技術(shù)在實際應(yīng)用中主要包括三個階段，分別是滲透、反滲透和滲透平衡。在第一個環(huán)節(jié)，主要是利用半透膜的特性將純水和鹽水進(jìn)行分離，將純水滲透到鹽水中將鹽水的純度降低。在第二個環(huán)節(jié)即反滲透環(huán)節(jié)中將借助半透膜將鹽水滲透到純水中。最后是滲透平衡的過程，借助半透膜首先將鹽水和純水相互分隔，然后再進(jìn)行雙向滲透。反滲透技術(shù)的缺陷也很明顯，當(dāng)化工污水中含有較多的雜質(zhì)時很難發(fā)揮良好的作用，應(yīng)用領(lǐng)域非常有限，但是對于合適的化工污水處理效果良好。

(四) 電滲析技術(shù)。電滲析技術(shù)是一種發(fā)展較晚的膜技術(shù)，這種技術(shù)主要是通過借助分離設(shè)備來進(jìn)行系統(tǒng)化的污水處理，分離設(shè)備主要依靠水處理技術(shù)等，這種技術(shù)發(fā)揮作用主要依靠膜所具有的選擇透水性的特點。顧名思義，電滲析技術(shù)需要在電場中發(fā)揮作用，這種技術(shù)在直流電場中可以借助外加直流電場的作用，從而達(dá)到有效的控制通過的陽離子和陰離子的控制，這種控制可以保證部分離子能夠順利的進(jìn)入到另一個水域之中，這種技術(shù)可以有效降低化工污水中污染物的濃度。在一般情況下，電滲析技術(shù)需要與其他技術(shù)共同發(fā)揮作用，這可能會增加化工污水的處理成本以及操作難度，當(dāng)然其效果也會更好。

(五)納濾膜技術(shù)。納濾膜技術(shù)是發(fā)展最晚也是最為成熟的一種膜技術(shù)，納濾膜技術(shù)可以有效的彌補反滲透技術(shù)和超濾膜、微濾膜技術(shù)的缺陷。在采用納濾膜技術(shù)進(jìn)行污水處理的過程中，納濾膜可以有效的將化工污水處理中面臨的硬度、色度和異味等影響因素進(jìn)行剔除。食品工業(yè)生產(chǎn)是最明顯的例子，在食品加工所涉及的解除雜質(zhì)、脫色、濃縮等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，可以充分利用納濾膜技術(shù)來實現(xiàn)。納濾膜技術(shù)可以用于在這一過程中對發(fā)酵液中的有機酸進(jìn)行回收。納濾膜技術(shù)在應(yīng)用過程中可選擇性的利用納濾膜生物反應(yīng)器，應(yīng)用于半連續(xù)生產(chǎn)工業(yè)之中。

本文總結(jié)了膜技術(shù)的現(xiàn)狀、特點和優(yōu)勢，介紹了膜技術(shù)在化工污水處理中的實際應(yīng)用，但是需要注意的是膜技術(shù)在化工污水處理中雖然有著良好的效果，但是其發(fā)揮作用的空間仍然是有限的，單種的膜技術(shù)很難對化工污水進(jìn)行徹底的處理，在實際應(yīng)用中，對化工污水進(jìn)行處理需要綜合采用不同的膜技術(shù)種類，從而達(dá)到預(yù)期的效果。